废旧节能灯改制低压直流电源

1、目 录前 言31 直流稳压电源的性能52 节能灯原理63 节能灯改制低压直流电源的方法93.1 改制方法说明3.2 问题点简介4 自制低压直流电源的性能与调试114.1 改制方法114.2 调试方法13参考文献15摘 要17结 论19谢 辞21前 言紧凑型节能灯（以下简称节能灯）是一种把电子镇流器和灯管组合在一起的节能灯。具有体积小，光线柔和，发光效率高节约电能，价格较低等诸多优点受到消费者的青睐。节能灯损坏后，因价格不高，并因为灯管与电子镇流器相连，难以在市场上找到配件，一般均作废弃处理。其实节能灯故障中多数情况是灯管坏了，电子镇流器往往是完好的，只要稍作改动，花费两三元钱的代价就可以改制成

2、低压直流电源，其输出功率可达数瓦到十多瓦，作为充电器、随身听、MP3播放器、小收音机等的直流电源非常实惠。本文将详细介绍节能灯的电路和改制为低压直流电源的方法。废旧节能灯改制低压直流电源1 直流稳压电源的性能电子设备中都需要稳定的直流电源，稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，功率较小的直流电源大多数都是将50HZ的交流电经过整流、滤波和稳压后获得的。整流电路用来将交流电压变换为单向脉冲脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电源电压波动、负载和温度边哈时，维持输出直流电压的稳定，稳压电源的技术指标及对稳压电

3、源的要求稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。对稳压电源的性能，主要有以下四个万面的要求1.1 稳定性好当输入电压Usr （整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc 的变化应该很小一般要求 。由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S 来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。2.输出电阻小负载变化时（从空载到满载）

4、，输出电压Usc ，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn 表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn 越小，则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压电源，输出电阻可小到1欧，甚至001欧。3.电压温度系数小当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示.4.输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后

5、的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。串联型稳压电路，用做一种简单的稳压电源，可以满足一般无线电爱好者的需要。但是，这种电源还有许多“天生的”缺陷，要提高对性能的要求，就必须再做一些改进。从以下四个右面对它的性能加以改善，便可做成一台有实用价值的稳压电源了。这就是：增加放大环节，提高稳定性，使输出电压可调；用复合管做调整管，使输出电流增大；增加保护电路，使电源工作安全可靠。2节能灯的电路图节能灯用四个1N4007组成桥式整流电路，把220V市电整流滤波成约310V直流电，再经两个串联的三极管、高频变压器以及电阻电容组成的正反馈电路，把直流电变换为数十千赫（振荡频率主要由电阻和电容的

6、乘积决定）的高频交流电对荧光屏灯管放电，灯管放电产生的紫外线激发灯管壁上的荧光粉就可产生白色的可见光。按电解电容滤波的方式可以把节能灯分为两类：第一类，市电整流以后，采用一个3.34.7uf，耐压400V的电解电容器作为滤波电容。灯管部分的电路有两种：1、逆变产生的高频交流电从三极管的Q1的集电极引出，经线圈L、灯管一端的灯丝、电容C3、灯管另一 端的灯丝高频变压器T的反馈绕组和C2连接到Q1的发射极，如图2-1所示 图2-1 GD92B型 5W 节能灯电路2、逆变产生的高频交流电从三极管Q2的集电极引出，经灯管一端的灯丝、电容C3、灯管另一端的灯丝、线圈L、电容C2、高频变压器T的反馈绕组连

7、接到Q2的发射极，如图2-2所示。图2-2 第二类节能灯的高压滤波电容由两个4.710.0uf耐压250V的电解电容器串联组成，灯管部分的电路从串联电容的中点引出，经线圈L、灯管一端的灯丝、电容C3、灯管另一端的灯丝、高频变压器T的反馈绕组连接到Q2的集电极，如图2-3所示。图2-3节能灯的元器件安装在一片圆形或略呈方形的小铜箔板尺寸稍大、元件也略多一点，例如在两个三极管的发射极增加了11.2的电阻，三极管的基极和发射极之间连接了二极管，在Q1基极电路中串联了电解电容，以增加电路的稳定性等。此外，58W的节能灯中三极管采用MJE13001小功率管，24W以上节能灯则采用MJE13003。节能灯

8、的启动的工作原理是：电路中线圈L和电容C组成串联谐振电路，其谐振频率与三极管电路产生的高频振荡频率近似相等。节能灯接入市电时灯管内阻很大，谐振电路的Q值较高，LC电路的谐振峰比较尖、电路中流过的电流较大，次电流在C2上产生250V以上的高电压，从而激发灯管放电而启动，灯管启动以后内阻急剧下降，使LC电路的Q值大大降低，谐振峰比较平缓、LC电路的电流就大大降低了，此时灯管两端的电压降为数使伏（5W灯管为三十多伏）。如下图所示。电压 启动时电压高启动完成后电压低BA频率L、C电路偏离谐振点 L、C电路工作在谐振点上3 节能灯改制低压直流电源方法3.1 改制方法说明节能灯改制为低压直流电源的方法并不

9、难，只要把线圈L改绕为变压器，再增加一个低压整流和滤波电路即可。但问题是，原来LC处于谐振工作状态，空载时L和C上的电压很高，有了负载后电压就大大下降，这种工作方式对节能灯的启动和工作有利。但对直流电源来说，从空载到满载，要求输出的电压基本稳定，不允许有太大的变化，而且空载和轻负载时L、C上电压高，电流大，容易烧毁三极管和击穿电容器，很不安全。解决的方法是改变LC电路的谐振频率，最简单的方法是增大电容的容量，降低电路的谐振频率。原来的LC电路中，C是C2和C3串联后的等值电容，现在把C3取下，就可降低LC电路的谐振频率。在图4中，LC电路原工作在A点，谐振频率降低以后，工作点转移到了B点，空载

10、时电流很小，对三极管很安全，从空载到满载，输出电压的变化也较小，可以满足使用要求。图1电路的改制方法是：把电路板的a点与d点连接起来，取下电容C3，再把线圈L改绕为变压器。线圈L一般采用直径为0.150.23mm的漆包线，绕260到320匝。但线圈L并未把骨架的空间占满，在线圈上用绝缘胶带缠绕三层就可以在上面绕制次级。次级线圈匝数可按每匝0.6V来考虑，例如要求直流输出电压6V，次级可绕6V/0.6=10匝。导线直径则根据输出的电流大小来决定，一般可取3A/m.节能灯的L线圈多采用乱绕方式、占据骨架空间较大，次级线圈可能绕不下，解决的办法有两个：A、把初级线圈的匝数减小3040匝，也就是一层初

11、级线圈。B、重绕初级线圈，采用一匝紧靠一匝的排绕方法，绕78层，绕完后占据骨架的空间要比原来小得多，再绕次级线圈一般不会感到困难。变压器的次级在连接一个有二极管和电解电容组成的半波整流电路、即可得到低压直流电源。如图3-1： 图3-1是利用一个9W节能灯改制的低压直流电源。变压器T2初级L线圈上原来的导线绕7层，共280匝，次级用0.44线三线并绕10匝。实测空载输出电压8V，负载电阻为6.8时的输出电压为5.75V。3.2 问题点简介改制中应注意的几个问题：1、在电解电容的旁边，一定要并联一个0.047uf0.1uf的涤纶电容、以滤去高频电流，否则电解电容易穿击。2、整流二极管要用快恢复二极

12、管或肖特基二极管，不可用普通整流管。3、输出电压的大小与初级线圈和次级线圈的匝数、电容的容量等多种因素有关，上面提到的每匝0.6V的数值只能供参考，绕制时可多绕上几匝，制作完成后，再根据带负载后的输出电压值来决定次级线圈的匝数。输出电压也可以采用改变C3电容的容量进行微调。C3容量增大时输出电压下降。4、对于采用两个串联滤波电解电容的电路，有的节能灯的灯管部分只用了一个C3电容，就不可把电容C3取下，只需要把C3的容量增大到0.047uf甚至更大就行了。5、因采用半波整流电路，线圈中有叫大的直流电流分量，为避免磁芯饱和，在磁芯的接缝处要保留一点空隙，可垫一层0.1mm的绝缘纸。4 进一步提高自

13、制低压直流电源的性能4.1改制方法上述的改制方法虽有制作容易、改制成本低的优点，但也存在输出功率小、输出低压稳定性差的缺点。如对电源的要求过高，需进一步的改进。1、增大输出功率；518W的节能灯采用的三极管是MJE13001，功率小。改为直流电源后只能输出5W8W，再增加输出功率会使三极管温度升高、容易烧毁。增大输出功率的方法是改用MJE13003管，并在三极管上加上散热片。线圈L的磁芯截面为4.5mm*4mm,截面比较小，可改用E1型5mm*4.5mm磁芯。2、输出电压的稳定：简单的方法是在直流电源的输出端再连接如图4-1所示的几种稳压电路。 图4-1 他原来的电路板比较小，已难以安装更多的

14、元器件，可把这部分电路安装在另一片电路板上。此办法的优点是电路较为简单、制作容易，但稳压电路要消耗一部分功率，降低了电源的功率和输出功率。这是用24W节能灯改制的直流稳压电源，稳压电路部分消耗功率很小，效率提高很多，电源的要求性能很高，有了很好的改进入图4-2示。图4-24.2 直流稳压电源的调整测试方法在直流稳压电源通电测试之前，必须认真对安装电路进行下列事项的检查。（1） 对电源变压器的绝缘电阻进行检测，以防止变压器漏电，危机人身和设备的安全。一般采用兆殴表测量一、二次绕组之间、各绕组与接地屏蔽层之间、以及绕组与铁心之间的绝缘电阻，其值不应小于1000M，如果用万用表高电阻挡检测，则其指示

15、电阻均应为无穷大。（2） 电源变压器的一次和二次绕组不能搞错，否则将会造成变压器损坏或电源故障。（3） 二极管的引脚（或整流硅桥和引脚）和滤波电容器的极性不能接反，否则将会损坏元器件。（4） 三端稳压器的输入、输出和公共端一定要识别清楚，不能接错。特别是公共端不能开路，一旦开路，输出电压U0很可能接近U1，导致负载损坏。（5） 检查负载端不应该有短路现象参考文献（1）吉雷 Protel 99从入门到精通，西安 西安电子科技大学出版社，2000（2）王英剑 新型开关电源使用技术 北京 电子工业出版社 2002（3）胡宴如 模拟电子技术 北京 高等教育出版社 2000结 论直流稳压电源一般由电源变

16、压器T、节能灯电路及稳压电路所组成，各部分的作用：（1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=，式中是变压器的效率。（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。2稳压电流的性能指标稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率

17、）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。（1） 纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。（2）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。摘 要废弃的电子节能灯不要扔掉，挑出同功率的坏灯，将其中灯管好和电路板好的拼到一起。 坏的节能灯电路板一般无修复价值，可以将上面的整流桥、滤波电容、脉冲变压器保留，其余的元件拆除，然后适当连线，就可以得到一个小巧的整流滤波板，如果在电路板的空处加上7805或7806等稳压块，并在脉冲变压器的前后接两个1000F的电容组成型滤波，配上合适的变压器就成了一个非常优质的电源，噪音小的像用电池一样，可以为收音机、随身听等供电。本人曾经改过多个这样的电源，效果非常令人满意。 好的节能灯电路板有三个用处：一，可以将老式的电感荧光台灯改造成新式的护眼灯；二，用来替换损坏的护眼灯电路板（要选功率大于等于原板的）；三，改制低压直流电源。这三个方案我都试过，成功率极高且效果极好。谢 辞随这毕